三坐标测量方法探讨与应用

　　0　引　言

　　三坐标测量中,有很多工件空间结构特别复杂,而且相互位置尺寸精度要求很高。由于三坐标测量机配备先进的测量处理软件,测量形位公差、空间相关尺寸等能力大大增强,因此很适合复杂零件的测量。然而,很多情况下,由于零件被测要素在空间位置的限制,难以达到测量的精度要求,有时甚至无法直接进行测量。在实践中我们总结出一些方法和技巧可以有效解决这些问题。

　　1　测量方法探讨

　　通过实际测量案例我们总结出以下几种测量方法分别为:被测要素构造法,转换测量基准法,转换坐标系法等。下面就这几种方法分别论述并举例说明。

　　1.1　转换坐标系

　　在工件的检测过程中,有时根据工件坐标系完成检测是比较困难的,这时可借助转换坐标系的方法使零件便于测量。在实际测量中,总结出坐标系的转换常用的方法有坐标系的旋转和平移。下面分别举例说明。

　　1.1.1　坐标系的旋转

　　图1所示零件,其特点是:需要测量的尺寸繁多而且评价尺寸的方向各不相同。如图所示,如要测量尺寸L1只需要在图纸要求的XOY坐标系下评价即可,但要评价尺寸L2、L3、L4、L5时在XOY坐标系下则很不方便也会影响其测量精度。现已知X轴与L2尺寸之间的夹角为α,为了提高测量精度并且方便评价,可以将工件坐标系旋转一角度α,建立X1OY1坐标系,在该坐标系下对尺寸L1、L2、L3、L4、L5等做出评价,这样可以提高其测量精度。

　　1.1.2　坐标系的平移

　　有些零件的测量范围超出了坐标机的行程,要完成这种零件的测量则需要移动零件进行分块测量,每移动一次都需要重新建立工件坐标系。如图2所示是汽车零部件的检具,该检具要测量的尺寸是在规定坐标系XO1Y1下的孔位和点位,但该检具的测量范围已经超测量机的范围,要完成该零件的测量须将其分成两部分进行,且两部分的工件坐标系应该是相同的即XO1Y1。在测量左侧孔位时我们很容易实现在坐标系XO1Y1下的测量。但在坐

　　标系XO1Y1下测量右侧孔位就超出了坐标机的行程,为了完成测量,先将孔O1和孔O2的实际距离测量出来即L1,然后将工件移到合适的位置后将O2作为坐标原点建立工件坐标系XO2Y2,再将坐标系XO2Y2沿X向平移-L1的距离,此时坐标系与XO1Y1重合。这样平移坐标系既保证了测量精度又满足了图纸要求。

　　有时遇到斜孔的测量,当斜孔与坐标轴有一夹角,也可借助坐标系旋转与转换。将坐标系旋转一角度,使斜孔方向与某坐标轴方向一致(便于测量或编程),在旋转后的坐标系下测完数据后,再根据原坐标系处理数据,使测量既方便又准确。